Tas Dienes, EEA 메인넷 워킹 그룹
2020년 12월
최근 이더리움 생태계의 붐을 따라왔다면 높은 거래 수수료와 메인넷의 제한된 처리 용량에 대해 들어봤을 것입니다. 레이어 2에 대해서도 들어보셨을 것입니다. 레이어 2는 이더리움(레이어 1) 위에서 실행되고 레이어 1의 보안 속성을 상속하며 더 큰 트랜잭션 처리 용량(처리량), 더 낮은 트랜잭션 수수료( 운영 비용) 및 레이어 1보다 빠른 트랜잭션 확인. 레이어 2 확장 솔루션은 레이어 1에 의해 보호되지만 블록체인 애플리케이션은 레이어 1이 수용할 수 있는 것보다 더 많은 사용자 또는 작업 또는 데이터를 처리할 수 있습니다.
레이어 2는 많은 팀이 때로는 경쟁적이고 때로는 보완적인 다양한 확장 솔루션을 연구하고 구축하는 광범위한 분야입니다. L2 솔루션의 주요 범주는 상태 채널, 사이드 체인 1 입니다. , 플라즈마, 낙관적 롤업, zk-롤업 및 유효성 검사. 여러 범주의 속성을 가진 일부 하이브리드 솔루션도 있습니다. 각각에는 고유한 강점, 약점 및 절충점이 있습니다. 각 유형의 L2 기술이 작동하는 방식과 장단점에 대한 자세한 내용은 이 문서의 범위를 벗어나지만 다른 많은 사람들이 이에 대해 작성했습니다. 4,5,6,7
대부분의 L2 솔루션은 서버 또는 서버 클러스터를 중심으로 하며, 각각은 노드, 유효성 검사기, 운영자, 시퀀서, 블록 생산자 또는 이와 유사한 용어로 불릴 수 있습니다. 구현에 따라 이러한 L2 노드는 이를 사용하는 기업이나 법인, 제3자 운영자 또는 대규모 개인 그룹(메인넷과 유사)이 운영할 수 있습니다. 일반적으로 트랜잭션은 L1에 직접 제출되는 대신 이러한 L2 노드에 제출됩니다. 그런 다음 L2 인스턴스는 L1에 고정하기 전에 그룹으로 묶습니다. 그런 다음 L1에 의해 보호되며 변경할 수 없습니다. 이 작업이 수행되는 방법에 대한 세부 정보는 다양한 L2 기술과 구현에 따라 크게 다릅니다.
이더리움 메인넷의 개방적이고 분산된 특성이 더 강력한 보안/불변성, 투명성, 낮은 운영 비용과 같은 특정 이점을 제공한다는 사실에도 불구하고 많은 기업이 사설 엔터프라이즈 이더리움 구현을 포함하여 사설 블록체인에서 애플리케이션을 구축하거나 실험하고 있습니다. 3 메인넷(네트워크 효과)에 있는 다른 모든 응용 프로그램과 상호 운용할 수 있는 기능. 공통 참조 프레임을 공유하면 서로 통신하고 정보를 공유하거나 동기화할 수 없는 수많은 격리된 사일로가 불필요하게 생성되는 것을 방지할 수 있습니다.
이러한 이점은 원하는 경우 L2에서도 사용할 수 있습니다(투명도는 선택 사항임). L2의 트랜잭션은 L1에 의해 심사되고 보호되며, 여전히 공통 참조 프레임 역할을 하고 전 세계적으로 일관된 트랜잭션 순서 및 상태 관리를 보장합니다. 애플리케이션은 L2 인스턴스 내에서 쉽게 상호 운용할 수 있으며 교차 체인 메시징을 통해 L2 간에 거래할 수 있습니다.
엔터프라이즈 개발자와 설계자가 공개 체인 대신 비공개 체인을 구축하기로 선택한 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 2019년 말, ConsenSys의 John Wolpert는 비즈니스에서 Ethereum Mainnet을 사용하는 아이디어와 관련된 문제 목록을 작성했습니다. 2 여기에서는 메인넷 구축에 대한 문제 또는 이의 제기 목록을 확장하여 Layer 2 확장 솔루션이 일부 애플리케이션의 판도를 어떻게 바꿀 수 있는지 살펴보겠습니다.
하이 엔드:상태 채널, 플라즈마, 발리디움, 사이드 체인 및 특정 하이브리드 솔루션. 하단:zk-rollups 및 낙관적 롤업. 속도 및 대기 시간 문제:우리의 CRM 및 ERP 시스템에는 Visa 또는 Mastercard와 같은 초당 트랜잭션 속도가 필요하지 않습니다. 날 속이지 마). 하지만 왕복 + 합의를 위한 긴 대기 시간은 메인넷으로 할 수 있는 일을 나쁜 사용자 경험으로 만듭니다. 일부 L2 솔루션은 다음 L2 블록에 거래가 포함될 것이라는 경제적 보장과 함께 "즉각적인" 거래 확인을 제공할 수 있습니다.
사이드체인은 또한 사이드체인 내에서 더 짧은 블록 시간과 더 빠른 최종성을 제공할 수 있습니다(트랜잭션이 L1에 고정되어 있지는 않지만).
L1 보안의 모든 이점을 얻기 위해 L1에서 L2 트랜잭션을 완료하는 것은 여전히 L1 블록 시간에 의존합니다. L1 최종성, L1 확인 또는 L2 확인만 기다려야 하는지 여부는 응용 프로그램의 세부 사항에 따라 다릅니다. 최종성 문제:이더리움은 "최종 일관성" 시스템입니다. 그것이 Eth2.0으로 변경된다면, 나는 그것을 이해할 수 없습니다… 마술처럼 빠른 완결성에 관한 것입니다. 몰라. 내가 아는 것은 내 모든 시스템이 데이터 변경이 기록되는 두 번째 순간에 최종적인 시스템이라는 것입니다. 최소한 L1과 같은 수준의 복잡도입니다.
그러나 Ethereum 2.0은 새로운 합의 알고리즘인 Casper FFG를 통해 완결성을 도입합니다. Eth2로 마이그레이션한 후 일정 시간이 지나면 L1 및 L2 트랜잭션이 모두 완료된 것으로 간주될 수 있습니다. 시끄러운 이웃 문제:다른 사용자와 네트워크 활동이 내 작업을 방해해서는 안 됩니다. 예측 가능한 작업 타이밍에 의존하는 미션 크리티컬 작업을 수행하는 기업으로서 저는 "암호화폐" 이벤트가 불가능하다는 사실을 안심할 필요가 있습니다. 메인넷이 공공 유틸리티이더라도 메인넷에서 비즈니스를 수행하는 데 필요한 읽기, 쓰기 및 계산이 다른 사람의 활동으로 인해 크롤링으로 축소되지 않을 것이라는 합리적인 확신이 있다는 것을 알아야 합니다. "시끄러운 이웃"이 대부분의 L1 용량을 소모하여 작업을 방해할 수 있는 정도는 L2 기술의 유형과 구현 방법에 따라 다릅니다. 플라즈마 및 발리디움과 같은 일부 기술은 L1에 데이터를 거의 쓰지 않습니다. 이 때문에 L2 운영자는 트랜잭션이 적시에 L1에서 처리되도록 해야 하는 경우 더 높은 가스 가격을 지불할 수 있습니다. 이러한 솔루션은 "시끄러운 이웃"에 매우 강합니다.
사이드체인은 L1 체인에 의존하지 않기 때문에 이 문제에 상대적으로 면역성이 있습니다. 그러나 L1 체인으로/에서 토큰 또는 데이터를 전송하는 것은 여전히 L1의 용량에 종속됩니다.
롤업 스타일 L2 솔루션은 L1의 가용 용량에 의해 제약을 받으며 메인넷 정체로 인해 더 많은 어려움을 겪을 수 있습니다. L1에서 이러한 L2 트랜잭션을 고정하는 L1 가스 비용은 이러한 트랜잭션을 L1에서 직접 수행하는 비용보다 훨씬 낮기 때문에 운영자는 시기 적절한 처리를 보장하기 위해 더 높은 트랜잭션 수수료를 지불할 수 있습니다. 이러한 솔루션은 이전에 언급한 것보다 노이즈가 많은 이웃에 대한 내성이 덜하지만 L1에서 직접 실행되는 애플리케이션보다 내성이 강합니다.
엔터프라이즈 애플리케이션이 다른 애플리케이션과 L2 인스턴스를 공유하는 경우 구현에 따라 L2 운영자는 해당 L2 인스턴스와 관련하여 어느 정도 보장된 처리량 또는 SLA를 제공할 수 있습니다. 응용 프로그램이나 회사는 자체 L2 인스턴스를 가질 수도 있습니다.개인 데이터 문제:우리 데이터의 80%는 민감한 내부 또는 개인 식별이 가능한 클라이언트, 고객 또는 사용자 데이터로 간주됩니다. 암호화로는 충분하지 않습니다. 모든 데이터는 주어진 시간에 익명화 및 암호 해독이 가능합니다. 그리고 풀 노드를 가진 사람은 영원히 원장의 비트를 처리해야 합니다. 그래서 저는 암호화된 데이터를 공개 체인에 두는 것을 좋아하지 않습니다. 특정 L2 기술(예:validium, 사이드 체인 및 Arbitrum SCSC)은 모든 L2 데이터를 L2 인스턴스 내에서 L1 외부로 유지할 수 있습니다.
여러 회사가 동일한 공유 L2 인스턴스에 데이터를 쓰는 경우 컨소시엄과 같이 서로의 데이터를 볼 수 있지만 회사에 자체 인스턴스가 있는 경우 데이터를 비공개로 유지할 수 있습니다.보안 문제:암호화된 데이터는 여전히 데이터. PII 및 클라이언트 데이터를 암호화된 경우에도 P2P 플랫폼에 저장하는 것은 우리 정책에 위배됩니다. 롤업은 모든 트랜잭션 데이터를 L1에 쓰지만 다른 솔루션은 그렇지 않습니다. 일부 L2 솔루션을 사용하면 회사에서 제어하는 서버에서 모든 L2 데이터를 자체적으로 유지하는 자체 개인 L2 인스턴스를 실행할 수 있습니다.
궁극적으로 블록체인을 데이터베이스로 사용하지 않고 장점을 활용하는 데 중점을 두면서 민감한 데이터를 오프체인으로 유지하는 디자인 패턴이 있기 때문에 블록체인에 민감한 데이터를 배치해야 할 필요성에 대해 의문을 제기해야 합니다. 데이터 지역성 문제:GDPR에 따르면 암호화된 경우에도 PII 데이터가 저장되는 위치에 대한 계정. 그리고 요청 시 해당 데이터를 영구적으로 삭제할 수 있어야 합니다. 데이터가 어디에서나 내가 제어하지 않는 임의의 수의 노드에 영구적으로 있는 경우...예.L1에 트랜잭션 데이터를 쓰지 않는 특정 L2 솔루션을 사용하면 L2 운영자가 알려진 위치에 L2 데이터를 저장하는 GDPR 준수 L2 서비스를 제공할 수 있습니다. 필요한 보안 수준. 또는 회사에서 자체 개인 L2 인스턴스를 실행하고 L2 데이터를 완전히 제어할 수 있습니다. 책임 당사자 문제:제 법적 구조에 따라 제 데이터 및 비즈니스 로직의 모든 측면을 처리하는 책임 당사자가 있어야 합니다. 메인넷에 데이터를 올리면 핵심 책임 당사자를 잃게 됩니다. 일부 L2 솔루션은 운영자가 운영하며, 운영자는 전통적인 방식으로 SLA 및 보안을 제공하고 책임을 집니다. 거래 비용 문제:이더리움 가스 가격이 오르고 있습니다. . 수백만 건의 트랜잭션을 수행해야 하는 경우 비용이 엄청나게 많이 들 것입니다. 이것은 L2가 해결하도록 특별히 설계된 또 다른 문제입니다. L2 트랜잭션을 L1에 고정하는 것은 L1에서 직접 트랜잭션을 수행하는 것보다 훨씬 적은 가스를 소비하기 때문에 L2 트랜잭션 비용이 훨씬 낮습니다.
정확한 절감액은 L2 기술에 따라 다릅니다. 상태 채널, 플라즈마 유효성 검사기 및 사이드체인과 같은 L2가 가장 경제적인 반면 롤업과 같이 L1에 트랜잭션 데이터를 저장하는 L2는 절감액이 적지만(그러나 여전히 상당한 수준입니다.) 비용 예측 불가능성 문제:가스 가격이 오르락내리락합니다. 암호 화폐 가격은 오르락 내리락합니다. 거래 비용이 얼마인지 예측하기가 너무 어렵습니다. 특정 L2 구현에서는 거래당 고정/보장 가격을 청구할 수 있는 운영자가 있습니다.
사이드체인 운영자는 다양한 체인 운영 기간(3개월, 6개월, 12개월)에 대해 정액 요금을 제공할 수 있습니다. 체인 내 거래는 대체로 가스가 없습니다.
변동 시장 기반 가격 책정에서도 L2는 거래당 비용을 크게 줄입니다. L2의 유형에 따라 L2 거래 비용은 L1의 가스 가격이 변화함에 따라 선형적으로 변할 수 있거나(롤업), L1에 저장된 데이터가 적기 때문에(발리듐, 플라즈마 등) 상대적으로 분리될 수 있습니다. 더 낮은 전체 비용을 감안할 때 변동성의 영향이 줄어들 수 있습니다.암호화폐 지불 문제:암호를 보유하고 암호로 거래에 대한 비용을 지불해야 합니다. 우리 회사의 재무부를 암호화폐로 편안하게 구매하고 보유하고 지불하는 것은 악몽입니다. L2 인스턴스가 제3자 운영자에 의해 실행되는 경우 운영자는 기존 화폐를 포함하여 선택한 모든 통화 형태로 L2 거래에 대한 지불을 수락할 수 있습니다.
이 문제는 법정화폐 또는 토큰으로 지불을 수락하고 L1 네트워크로 거래를 중계할 수 있는 거래 중계자(주유소라고도 함)에 의해 L1에서 해결될 수도 있습니다. 전략 누출 문제:거래 메타데이터는 시스템을 게임하거나 수집/분석하는 데 사용할 수 있습니다. 전략적 방첩 또는 공사. 스파이 활동. AI 시대에 영구적인 공개 원장에서 수행된 모든 추적 활동은 Merkle 시도에 약간의 변경이 있더라도 누가 무엇을 하고 있는지 파악하는 데 사용할 수 있습니다. 특정 기술(예:validium, 사이드 체인, Arbitrum SCSC)는 L2에 포함된 L2 트랜잭션 세부 정보를 유지하고 L1을 해제할 수 있습니다. 그런 다음 L2는 승인된 엔터티에 대한 액세스를 제한할 수 있습니다. 회사에서 자체 비공개 L2 인스턴스를 실행하는 경우 거래 세부 정보를 비공개로 유지할 수 있습니다(단, 한 엔티티에서만 사용하는 L2의 사용 사례가 제한적일 수 있음).
Baseline과 같은 접근 방식을 사용하는 것도 가능합니다. 여기서 엔티티 간의 거래는 비공개로 수행되고 ZK의 정확성 증명(일괄 처리)만 L1 또는 L2에 제출됩니다.
zkzk-rollup이라고 하는 새로운 기술(예:Aztec 2.0)은 L2 내에서 기밀 트랜잭션을 허용하므로 동일한 L2 인스턴스에 있는 다른 사람들이 귀하의 트랜잭션을 해독할 수 없습니다.
또한 개발 중인 데이터 개인 정보 보호 및 보호 프로토콜은 액세스 권한 관리, 분산 키 생성 및 신뢰할 수 있는 실행 환경에 의존하여 레이어 2 내의 TEE 내부를 제외하고 데이터를 비공개로 유지합니다. 기밀 코드 문제:다음을 수행할 수 없습니다. ZK-SNARKS와 같은 것으로 데이터를 숨기고 기업의 관점에서 모든 것이 괜찮다고 생각하십시오. 많은 비즈니스 계약이 코드... 비즈니스 로직으로 구현됩니다. 기계가 스마트 계약을 실행할 수 있다면 디컴파일하고 로직을 볼 수 있으며 민감한 정보가 누출될 수 있습니다. 일부 L2는 스마트 계약 및 코드 실행을 지원하지 않습니다.
트랜잭션에 코드 실행이 필요한 경우 엔티티 간의 트랜잭션이 비공개로 수행되고 ZK의 정확성 증명만 L1 또는 L2에 제출되는 Baseline과 같은 접근 방식을 사용할 수 있습니다.
zkzk-rollup(예:Aztec 2.0)이라는 새로운 기술은 L2 내에서 기밀 거래를 허용하므로 동일한 L2 인스턴스에 있는 다른 사람들이 귀하의 거래를 해독할 수 없습니다. 감정적:Bitcoin 및 Ethereum은 규제되지 않은/오프북 사용(예:범죄 활동) . 나는 그와 관련되고 싶지 않고 정부가 퍼블릭 블록체인을 단속한다면 어떤 일이 벌어질지 두렵습니다. 범죄 행위자의 사용을 제거하거나 줄이기 위한 전 세계적인 노력이 있을 수 있지만 분산 컴퓨팅 및 공용 네트워크의 성장을 미연에 방지할 수는 없습니다. 다른 Web3의 이점과 함께 공유 프로토콜, 디지털 통화/토큰, 무신뢰 및 자동화된 계약 실행의 이점은 너무 강력하여 중단할 수 없습니다.
L2에서 애플리케이션을 실행하면 공용 L1 블록체인과 어느 정도 격리될 수 있습니다. L2는 보안 및 책임성을 갖춘 기존 비즈니스 IT 인프라처럼 운영될 수 있으며 비즈니스와 규제되지 않은 활동 사이의 완충 역할을 하지만 여전히 L1이 심판 역할을 하고 불변성, 상호 운용성 및 공통 참조 프레임의 이점이 있습니다. L1이 제공합니다.
이더리움 메인넷용 레이어 2 확장 솔루션은 지난 몇 년 동안 개발 중이며 이제 실제 응용 프로그램을 사용할 준비가 되었습니다. Layer 2에서 애플리케이션을 구축하면 Layer 1에서 직접 모든 작업을 실행하는 것보다 훨씬 더 높은 처리량을 달성하는 데 도움이 됩니다. 또한 트랜잭션 비용도 최소화됩니다. 레이어 2는 또한 개인 정보 보호, 거래 기밀성 및 데이터 관리와 관련된 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그리고 기업이 거래 비용을 지불할 때 암호화폐 토큰과 가격 변동성을 처리할 필요를 피하는 데 도움이 될 수 있습니다.
각각 고유한 강점과 약점, 장단점이 있는 많은 L2 솔루션이 있습니다. 지원 요건에 대해 신중하게 생각하고 선택하기 전에 사용 가능한 옵션을 연구하는 것이 좋습니다.
생산 준비가 되었거나 곧 출시될 L2 솔루션의 예는 다음과 같습니다.
이 기사에 대한 의견을 제공한 John Wolpert, Ken Fromm, Jack Leahy에게 감사드립니다.